1 建筑电气概述

建筑电气彭莉[e-mail]课程地位：雷电专业限选课程课程学时安排：讲课32学时成绩评定：考试70%＋课后作业、出勤、课堂表现30%1建筑电气概述1.1研究建筑电气的意义及建筑电气的组成1.1.1研究建筑电气的意义建筑电气是以电能、电气设备和电气技术为手段，创造、维持与改善室内空间的电、光、热、声环境的一门科学。以前建筑的特点：面积较小、楼层不高、功能单一、用电设备种类少、用电量小供配电、照明、防雷和接地1.1.1研究建筑电气的意义现代建筑的特点1.建筑上的特点由于民用建筑向大面积、高层、超高层、多功能、综合性用途发展，更由于人民生活水平的提高，科技的发展，对建筑电气提出了更高的要求。2.电气上的特点1）用电设备种类多2）耗电量大3）供电可靠性要求高现代建筑电气已成为现代化建筑的一个重要标志；而作为一门综合性的技术科学，建筑电气则应建立相应的理论和技术体系，以适应现代建筑电气设计的需要。1.1.1研究建筑电气的意义1）高度高高层建筑第一类高层建筑：9~16层（最高到50m）第二类高层建筑：17~25层（最高到75m）第三类高层建筑：26~40层（最高到100m）第四类高层建筑：40层以上（高度超过100m）2）面积大几万~几十万m23）有地下层1.1.2建筑电气系统的组成建筑电气系统一般由用电设备、供配电线路、控制和保护设备三大基本部分组成。用电设备：种类繁多，作用各异，分别体现出各类系统的功能特点。供配电线路：传输电能和信号。控制、保护设备：对相应系统实现控制保护等作用的设备。1.2建筑电气设备的分类1.2.1根据在建筑中所起的作用不同来分类1.创造环境的设备——光环境、温湿度环境、空气环境、声音环境2.追求方便性的设备——增加方便性、缩短信息传递时间的设施3.增加安全性的设备——保护人身与财产安全、提高设备与系统本身可靠性4.提高控制性及经济性的设备——延长建筑物使用寿命、增强控制性能的设备，以及降低建筑物维修、管理等费用的管理性能的设备1.2.2根据建筑电气设备的专业属性来分类供配电设备照明设备动力设备弱电设备空调与通风设备洗衣设备厨房设备运输设备1.3建筑电气系统的分类建筑电气系统可分为：供配电系统建筑照明系统用电系统建筑弱电系统建筑动力系统1.3.1建筑的供配电系统接受发电厂电源输入的电能，并进行检测、计量、变压等，然后向用户和用电设备分配电能的系统，称供配电系统。供配电系统包括：一次接线（主接线）直接参与电能的输送与分配，由母线、开关、配电线路、变压器等组成的线路。二次接线（二次回路）对一次设备进行监视、测量、保护和控制的辅助电气设备（二次设备）之间互相连接的线路。1.3.2建筑的用电系统建筑的用电系统包括：1.建筑电气照明系统2.建筑动力系统3.建筑弱电系统1.建筑电气照明系统将电能转换为光能进行采光，以保证人们在建筑物内外正常从事生产和生活活动，以及满足其他特殊需要的照明设施，称为建筑电气照明系统。包括：电气系统、照明系统。1.建筑电气照明系统1）电气系统是指电能的产生、输送、分配、控制和消耗使用的系统。包括：电源、导线、控制和保护设备与用电设备。2）照明系统是指光能的产生、传播、分配（反射、折射和投射）和消耗吸收的系统。包括：光源、控制器、室内空间、建筑内表面、建筑形状和工作面等。3）关系既相互独立，又紧密联系。2.建筑动力系统将电能转换为机械能以拖动水泵、风机等机械设备运转，为整个建筑提供舒适、方便的生产与生活条件而设置的各种系统，统称为建筑动力系统。建筑动力系统实质就是向电动机配电，以及对电动机进行控制的系统。1）电动机的种类及在建筑中的作用同步电动机交流电动机异步电动机电动机它激式直流电动机直流电动机自激直流电动机2.建筑动力系统2）电动机的控制电动机控制通常分为：人工控制和自动控制人工控制：刀闸控制。自动控制：多采用继电器接触器控制方式或可编程逻辑控制器（PLC）控制方式。3.建筑弱电系统电能为弱电讯号的电子设备，它具有讯号准确接收、传输和显示，并以满足人们获取各种信息的需要和保持相互联系的各种系统，统称为建筑弱电系统。建筑电气与雷电专业的关系在建筑物的设计施工过程中，防雷设计是其重要的组成部分。建筑物防雷是雷电专业的重要研究方向。目前建筑物防雷的一个重点和难点在于建筑物内的电气设备的防雷。复习一、电路的基本定律1.欧姆定律2.基尔霍夫定律1）基尔霍夫电流定律在任一瞬间，流向某一节点的电流之和等于流出该节点的电流之和。2）基尔霍夫电压定律对于电路中的任一回路，在任一瞬间沿回路绕行一周，回路中的各段电压降的代数和为零。IUR复习二、直流电路的基本分析方法1.支路电流法首先选择支路电流作为电路变量，应用基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电流定律，列写与支路电流数相等的独立方程，然后从方程中解出支路电流。复习2.叠加原理在线性电路中，如果同时有几个电源作用时，任何一支路上产生的电流（或电压）都可以看成是各个电源单独作用时，在该支路上产生的电流（或电压）的代数和。当一个电源起作用而其他电源不起做作用时，应假定那些不起作用的电压源的电动势为零，即电压源被短接；而那些不起作用的电流源的输出电流应假定为零，即电流源应为开路。复习三、正弦交流电压与电流1.频率与周期2.幅值与有效值3.相位及初相位2mUUfT22umtUusin复习四、单相交流电路1.电阻电路mmRIU)2cos1(sin2tUItIUuipmmtUtRIRiummsinsinRIUUIdttUITpdtTPTT00)2cos1(11复习2.电感电路90iu0PdtdiLufLLXL2LLmmIXUXIU或tIUp2sin复习3.电容电路90iu0PdtduCifCCXC211CCmmIXUXIU或tIUp2sin复习4.RLC串联电路